JPH0481110A - ホウ酸リチウム結晶を用いたデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ホウ酸リチウム結晶（Ｌ　１２Ｂ４０７）を
用いたデバイスの製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 弾性表′面波素子はテレビ受像機やＶＴＲのフィルタや
共振子として広く用いられている。

このような弾性表面波素子基板として、従来ニオブ酸リ
チウム（ＬｉＮｂＯａ）結晶やタンタル酸リチウム（Ｌ
　ｉ　Ｔ　ａ　Ｏａ）結晶が用いられてきた。しかし、
これらの基板は弾性表面波伝搬速度の温度依存性（温度
係数）が大きく、弾性表面波素子の高周波化、安定化の
障害となっていた。また温度係数の小さい基板として水
晶があるか、これは電気機械結合係数か小さいという難
点があった。

これらの問題点を解決する新しい基板として、近年ホウ
酸リチウム（Ｌ１２Ｂ４０□）基板か注目されている。

ところで、従来の弾性表面波素子の一般的な製造方法は
第３図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ます、
鏡面研磨した圧電結晶基板１０表面の全面にＡｌ膜２０
を蒸着なとにより形成する。この上にレジストをスピン
コードし、露光、現像して所定のレジストパターン３０
を形成する。そしてレジストパターン３０でマスクされ
ていない部分のＡ９膜を、例えば、リン酸：酢酸：硝酸
：水＝１６：２：１：１の酸性エツチング液で選択エツ
チングして電極パターンを形成し、その後アセトン中に
浸してレジストを除去する。最後に基板を所定の大きさ
に切断し、各チップをケースに収納して弾性表面波素子
が完成する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしなから、このような電極形成方法はニオブ酸リチ
ウム（Ｌ　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏ３）結晶やタンタル酸リチウ
ム（ＬｉＴａＯ，）結晶のように耐酸性のある基板を用
いた場合には適用できたが、Ｌ１２Ｂ４Ｏ７基板の場合
、水や酸に溶解するため適用できない。従ってＬｉ２Ｂ
４Ｏ７基板の電極形成方法として、リフトオフ法が試み
られているが、これは工程か複雑で歩留まりも悪いとい
う欠点がある。

また、電極金属膜としてよく用いられているＡ９膜は両
性金属であることから、酸性エツチング液の代わりにア
ルカリ性エツチング液を採用する方法も提案されている
（特開昭５９−１２１９８７号）。この場合、一般にポ
ジ型レジストは耐アルカリ性が劣るため、より耐アルカ
リ性に優れるネガ型レジストを使用せざるを得ない。

しかし、ネガ型レジストはポジ型レジストにくらべ解像
度か劣るため、高周波への対応に問題がある。

また、エツチング液として、有機アルカリ系現像液を使
用し、現像とＡ９膜のエツチングとを行なう方法も提案
されている（特開平２−９４８０７号）か、この方法は
１．ｌ膜の膜厚か厚いものに対して適用するのは困難で
ある。

本発明はこのような問題点を解決するもので、基板を損
傷することなく、解像度が優れ、また電極厚みの厚いも
のであっても電極形成を行なうことかできるホウ酸リチ
ウム（Ｌｉ２］３４ｏ□）基板を用いたデバイスの製造
方法を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成する本発明のホウ酸リチウム結晶
を用いたデバイスの製造方法は、ホウ酸リチウム結晶基
板に金属膜を被着し、この金属膜上にポジ型レジストを
用いてレジストパターンを形成した後、レジストパター
ンをアルカリ不溶化処理し、レジストパターンでマスク
されていない部分の金属膜の表面を酸素プラズマまたは
酸の希釈溶液等を用いてエツチングした後、アルカリ溶
液によりエツチングを行ない電極を形成するものであり
、好適には金属膜としてＡ９またはＡ９合金を用いるも
のである。

ここで、ホウ酸リチウム結晶基板としては、圧電素子の
場合、（１１０）面の基板を用い、その研磨した表面に
蒸着、スパッタリング等により金属膜を形成する。金属
膜を形成する金属としてはＡ９、Ａ９合金（ＣｕＳＣｒ
あるいはＴｉ等との合金）が、基板との密着性、エツチ
ング性の点から好適である。

レジストパターンは、この金属膜の上にスピンコード等
によって塗工したレジスト膜をマスキング後、露光、現
像することにより形成する。このレジスト材料としては
、露光部分が現像液によって溶解除去されるポジ型レジ
ストか用いられる。

このようなポジ型レジストとしては、ナフトキノンジア
ジド系の光分解剤とノボラック樹脂と組み合わせたもの
、ベンゾキノン系の光分解剤とノボラック樹脂と組み合
わせたもの等、公知のポジ型レジストが用いられ、これ
らはアルカリ現像液により露光部分が除去される。

このように形成されたレジストパターンに対し、熱硬化
、アミン系化合物を用いた付加反応などのアルカリ不溶
化処理を施す。

熱硬化を行なう場合には、通常のホストベーク温度より
も高温でベークすることにより、レジストを硬化させる
。アミンを付加させる場合には、露光後、アミン系化合
物、例えばアンモニアを拡散し、ベークを行なう。これ
らアルカリ不溶化処理によりレジストパターンは耐アル
カリ性が向上し、次のエツチング工程においてアルカリ
エツチング液を使用することができる。

次に、熱処理時に電極金属膜表面に形成された酸化膜を
酸素プラズマまたは酸の希釈溶液を用いてエツチングす
る。酸素プラズマは、基板を酸素プラズマ中に、所定条
件下、例えば周波数１３ＭＨｚ、電力３５０Ｗ、真空度
１．５Ｔｏｒｒの条件下で所定時間保持することにより
行なう。また、酸の希釈溶液を用いる場合にはＨＣＩ、
ＨＦの希釈水溶液が好適であり、これらは単独で或いは
混酸として用いることができる。

エツチング工程は、アルカリ水溶液、好適にはＫＯＨ，
Ｌ　ｉ　ＯＨ，テトラメチルアンモニウムもしくはＮａ
ＯＨまたはこれらの混合物を水に１〜１０％溶解したも
のを用いる。

金属膜エツチング後の基板は、アセトン等有機溶媒中に
浸すか、あるいは酸素プラズマ、またはオゾンにさらし
て灰化することによりレジストを除去する。これにより
、所定の電極パターンか形成されたホウ酸リチウム結晶
基板となる。このホウ酸リチウム結晶基板をデバイス単
位に切断、分割し、ケースに収納することによりホウ酸
リチウム結晶基板デバイスが完成する。

［作用］ ポジ型レジストにより形成したレジストパターンをアル
カリ不溶化処理することによりポジ型レジストの耐アル
カリ性を向上させることができるので、高解像度のポジ
型レジストを用いて、且つ耐酸性が劣るＬｉ２Ｂ４Ｏ□
結晶上にアルカリエツチング液を使用して高解像度の電
極を形成することか可能となる。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

第１図（ａ）〜（ｉ）は弾性表面波素子の製造に適用し
た本発明の一実施例の製造工程を示すもので、まず鏡面
研磨したホウ酸リチウム結晶基板１を準備しくａ）、そ
の鏡面部にＡＩＪ膜２を真空蒸着法またはスパッタ法に
より形成する（ｂ）。

次にＡ９膜２上にポジ型レジスト３（例えば１８ＭＲ８
９００、東京応化製）をスピンコードし、９０〜１００
℃にて２０分のプリベークを行なう（ｃ）。

このポジ型レジスト３の塗布面に、電極パターンを書き
込んだフォトマスク４を密着させ、紫外線５を数秒照射
して露光する（ｄ）。

露光した基板をアルカリ現像液で現象してレジストパタ
ーン３°を形成しくｅ）、洗浄後、１７０〜１８０’Ｃ
て３０〜４０分間、アルカリ不溶化処理のための熱処理
を行な・う（ｆ）。

このように熱処理した基板を２〜５％のＨＣＵ水溶液に
約数秒間浸し、熱処理（ｆ）で生したＡｌ膜表面の酸化
層を除去する（ｇ）。引続き基板を４０〜４５°Ｃに温
度調節されたＫＯＨの５〜１０重量％水溶液に浸し、不
要なＡ９膜を除去してすだれ状電極を形成する（ｌ〕）
。

最後にアセトンに浸してＡ９電極上に残っている不要な
レジストパターンを除去した後（ｉ）、すだれ状電極の
形成されたホウ酸リチウム結晶基板を切断し個々のデバ
イス単位６に分割し、それをケース７に収納して完成す
る（第２図）。

アルカリ不溶化のための熱処理として、アンモニア雰囲
気中で１２０〜１３０℃、１５〜２０分間の熱処理を行
なっても、同様な弾性表面波素子を作成できる。

また、このように作成した素子では、アセトンを浸した
のみではレジストパターンを完全に除去することが困難
な場合かある。その場合、酸素プラズマ、またはオゾン
によりレジストを灰化して除去する。

このように形成した弾性表面波素子はホウ酸リチウム結
晶基板に損傷かなく、しかも極めて微細な電極パターン
を有するので性能、信頼性共に優れている。

尚、本発明のデバイスの製造方法は、弾性表面波素子の
みならすセンサやバルク振動子なと他のデバイスにも適
用できることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、解
像度に優れるポジ型レジストを使用し、所定のレジスト
パターン形成後にアルカリ不溶化処理によりポジ型レジ
ストの耐アルカリ性を改善し、アルカリ性エツチング液
で電極パターンを形成するようにしたので、ホウ酸リチ
ウム結晶基板を損傷することなく微細な電極パターンを
形成でき、高信頼性且つ高性能な弾性表面波素子等のデ
バイスを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｉ）は本発明のデバイスの製造方法の
一実施例の製造工程を示す図、第２図は完成した弾性表
面波素子の構造を示す斜視図、第３図（ａ）〜（Ｃ）は
従来のデバイス製造方法を示す図である。 ・・・・・・ホウ酸リチウム結晶基板 ・・・・・・金属膜（Ａｌｌ膜） ・・・・・・ポジ型レジスト ・・・・・・フォトマスク ・・・・・・紫外線 ・・・・・・弾性表面波素子 ・・・・・・ケース （デバイス）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ホウ酸リチウム結晶基板に金属膜を被着し、この金
   属膜上にポジ型レジストを用いてレジストパターンを形
   成し、該レジストパターンをアルカリ不溶化処理し、前
   記レジストパターンでマスクされていない部分の前記金
   属膜の表面を酸素プラズマまたは酸の希釈溶液等を用い
   てエッチングした後、アルカリ溶液によりエッチングを
   行ない電極を形成することを特徴とするホウ酸リチウム
   結晶を用いたデバイスの製造方法。 ２、前記アルカリ不溶化処理として熱硬化法を用いるこ
   とを特徴とする第１項記載のホウ酸リチウム結晶を用い
   たデバイスの製造方法。 ３、前記アルカリ不溶化処理としてアミンを付加する方
   法を用いることを特徴とする第１項記載のホウ酸リチウ
   ム結晶を用いたデバイスの製造方法。 ４、前記金属膜としてＡｌまたはＡｌ合金を用いること
   を特徴とする第１項記載のホウ酸リチウム結晶を用いた
   デバイスの製造方法。 ５、前記酸の希釈溶液としてＨＣｌ、ＨＦの希釈溶液を
   用いることを特徴とする第１項記載のホウ酸リチウム結
   晶を用いたデバイスの製造方法。 ６、前記アルカリ溶液がＫＯＨ、ＬｉＯＨ、テトラメチ
   ルアンモニウムもしくはＮａＯＨまたはこれらの混合物
   を水に１〜１０％溶解したものであることを特徴とする
   第１項記載のホウ酸リチウム結晶を用いたデバイスの製
   造方法。